如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图a为实验装置简图,A为小车,B为...

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如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图a为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带求得.

如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图a为实验装置简图,A为小车,B为...

(1)图b为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz),由图中数据求出小车加速度值为       m/s2;

(2)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图c,该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是       ;

(3)若实验中将小车换成滑块,将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ.要测出动摩擦因数μ,需要测量的物理量有                     ;实验测得的动摩擦因数μ比真实值       (填“偏大”或“偏小”).

【回答】

解:(1)由于每相邻两个计数点间还有1个点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s,

设第一段相邻的计数点的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:

x4﹣x2=2a1T2

x3﹣x1=2a2T2

为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值得:a=如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图a为实验装置简图,A为小车,B为... 第2张(a1+a2)

解得:a=如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图a为实验装置简图,A为小车,B为... 第3张=3.19m/s2,

(2)图线不通过坐标原点,F不为零时,加速度仍为零,知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

(3)设滑块的质量为M,砂和砂桶的质量为m,根据牛顿第二定律得:

对m:mg﹣F拉=ma

对M:F拉﹣μMg=Ma

解得:μ=如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图a为实验装置简图,A为小车,B为... 第4张

而实验测得的动摩擦因数为:μ′=如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图a为实验装置简图,A为小车,B为... 第5张

需要测量的物理量有:砂和砂桶质量m、木块的质量M、以及对应的加速度a.

所以验测得的动摩擦因数μ比真实值偏大.

故*为:(1)3.19;(2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;(3)砂和砂桶质量m、木块的质量M、以及对应的加速度a;偏大

知识点:牛顿第二定律

题型:实验,探究题